(2013•辽宁一模)已知函数f(x)=ax2-x(a∈R,a≠0),g(x)=lnx

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  • 解题思路:(1)记F(x)=f(x)-g(x)=ax2-x-lnx,可得F'(x)=

    (x−1)(2x+1)/x].再讨论F'(x)的正负,可得函数f(x)-g(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1);

    (2)由f(x)=g(x)得ax2-x=lnx,可得a=

    x+lnx

    x

    2

    .设r(x)=

    x+lnx

    x

    2

    ,通过研究r'(x)的正负,得到r(x)的极大值为r(1)=1>0,当x∈(0,1)时,r(x)∈(-∞,1];且当x>1时0<r(x)<1.由此可得当y=f(x)与y=g(x)图象有两个不同的交点M、N时,实数a的取值范围为(0,1);

    (3)根据导数的几何意义与两点连线的斜率公式,得

    1

    x

    0

    =

    y

    2

    y

    1

    x

    2

    x

    1

    ,解出x0=

    x

    2

    x

    1

    ln

    x

    2

    x

    1

    ,利用函数y=ln(1+x)-x的单调性,得出ln

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    x

    1

    -1,从而得到x0

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    x

    1

    −1

    =x1;类似的方法可证出x0=

    x

    2

    x

    1

    −ln

    x

    1

    x

    2

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    =x2.由此即可得到x1<x0<x2成立.

    (1)记F(x)=f(x)-g(x)=ax2-x-lnx,(x>0)

    当a=1时,F'(x)=2ax-1-[1/x]=

    (x−1)(2x+1)

    x,(x>0)

    ∵当x∈(0,1)时F'(x)<0;当x∈(1,+∞)时F'(x)>0

    ∴函数f(x)-g(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1);

    (2)函数y=f(x)与y=g(x)的图象的交点横坐标,即为方程f(x)=g(x)的实数解

    由f(x)=g(x),得ax2-x=lnx,可得a=[x+lnx

    x2

    令r(x)=

    x+lnx

    x2,求导数得r'(x)=

    (1+

    1/x)•x2−2x(x+lnx)

    x4]=[1−x−2lnx

    x3

    ∵当x∈(0,1)时r'(x)>0;当x∈(1,+∞)时r'(x)<0

    ∴函数r(x)的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,+∞),

    可得r(x)的极大值为r(1)=1>0,

    又∵r(

    1/e])=

    −1+e−1

    e−2<0,当x→0时,r(x)→-∞,且当x>1时0<r(x)<1

    ∴r(1)=1是函数r(x)的最大值,且函数r(x)的值域为(-∞,1]

    因此,要使y=f(x)与y=g(x)图象有两个不同的交点M、N,实数a的取值范围为(0,1).

    (3)由已知,得[1

    x0=

    y2−y1

    x2−x1,所以x0=

    x2−x1

    y2−y1=

    x2−x1

    ln

    x2

    x1;

    ∵函数y=ln(1+x)-x在区间(-1,0)上是减函数,在区间(0,+∞)上是增函数

    ∴函数y=ln(1+x)-x的最小值为0,得当x>0时,ln(1+x)-x>0,可得ln(1+x)>x

    因此,由ln

    x2

    x1=ln(1+

    x2

    x1-

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题给出含有字母参数的二次函数f(x)和对数函数g(x),讨论它们的差函数的单调区间,并且讨论了两个函数图象交点个数的问题.着重考查了基本初等函数的性质、利用导数研究函数的单调性、导数的几何意义与直线的斜率和不等式的证明等知识,属于中档题.

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